Состав для изготовления огнеупорных изделий

 

Использование: в огнеупорах, содержащих алюмомагнезиальную шпинель, в металлургической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: сырьевая смесь для производства огнеупоров из шлаковых отходов алюминиевого производства. Используется шлак после вторичной выплавки металла, имеющий следующий состав, мас. оксид алюминия 40 60, оксид магния 5 35, алюминий 5 20, алюмомагнезиальная шпинель 5 20. Синтезированный из указанного шлака продукт содержит, 90 88 Al₂MgO₄; 2 7 силикатов; до 5 Al₂O₃.

Изобретение относится к огнеупорам на основе и с участием алюмомагнезиальной шпинели и может быть использовано в металлургической, химической, машиностроительной и других промышленностях, в частности, для изготовления набивных футеровок печей никелевого производства.

Известна сырьевая смесь [1] содержащая боксит и периклаз при следующем содержании оксидов алюминия и магния, мас. оксид алюминия 70-80 оксид магния 20-30 Полученный материал уже после обжига при 1500^оС содержит в алюмомагнезиальную шпинель в количестве от 81 до 93% Недостатком данной смеси являются достаточно высокая стоимость исходных материалов и сложность технологии.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является изготовление огнеупоров из шихты, включающей оксид алюминия и алюминий в соотношении, например, 90:10 [2] Для получения огнеупора из данного состава проводят двухстадийный обжиг: первую стадию ведут при 1450-1750^оС в течение 1-2 ч под пригрузом и вторую в воздушной среде при 1300-1500^оС без пригруза.

Недостатками этого состава являются его высокая стоимость, а также необходимость использования двухстадийного обжига.

Целью изобретения является упрощение технологии, удешевление продукции, а также утилизация отходов производства.

Цель достигается тем, что в качестве исходного материала используются шлаки вторичной выплавки алюминиевых сплавов следующего состава, мас. оксид алюминия 40-60 оксид магния 5-35 алюминий 5-20 алюмомагнезиальная шпинель 5-20 В процессе термообработки шлака наблюдается сначала окисление алюминия, а затем взаимодействие активных низкотемпературных модификаций Al₂O₃ и MgO и образование алюмомагнезиальной шпинели. Высокая химическая активность таких оксидов связана с их дефектной структурой, а также равномерным распределением, что интенсифицирует твердофазный синтез шпинели.

Предлагаемая сырьевая смесь используется после вторичной выплавки металла (алюмомагниевого сплава). Повышение долей металлических составляющих в сырьевой смеси выше предлагаемого неоптимально из экономических соображений, так как сплав может быть легко выделен из шлака и использован по назначению. Содержание и состав оксидных составляющих определяется продолжительностью нахождения в отвалах.

Технология получения предлагаемого состава заключается в следующем.

После вторичной выплавки алюминиевого сплава полученный шлак сразу (без брикетирования) подвергается термообработке по следующему режиму: подъем температуры со скоростью 20-500^оС в час, выдержка при максимальной температуре 1450-1500^оС в течение 0,5-4 ч.

Влияние состава шлака, температуры обжига на фазовый состав получаемого продукта показаны в таблице. Из таблицы видно, что после обжига шлака при 1500^оС наблюдается выход алюмомагнезиальной шпинели до 90-93% т.е. аналогично прототипу. После электроплавки в дуговой печи при 1950-2000^оС получена электроплавленая шпинель.

Полученные материалы могут быть использованы как сырьевые для изготовления огнеупорных изделий и набивных футеровок металлургической и химической промышленностей.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ на основе оксида алюминия и алюминия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмомагнезиальную шпинель и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.

Оксид алюминия 40 60 Алюминий 5 20 Алюмомагнезиальная шпинель 5 20 Оксид магния 5 35

РИСУНКИ

Рисунок 1